ASIGNATURA: QUIMICA 1. Fundamentos generales de la química 1.1. Materia. Definición, propiedades y clases 1.2. Sustancia, mezclas y combinaciones 1.2.1 Sustancia homogénea y heterogénea 1.2.2 Sustancia pura y mezclas. Métodos de separación de las mezclas 1.2.3 Átomos y moléculas. Partículas fundamentales. 1.3. Fenómenos físicos y químicos 1.4. Propiedades intensivas y extensivas de la materia 2. Estructura y clasificación de los elementos químicos 2.1. Elemento químico 2.2. Símbolo y fórmula 2.3. Masa molecular 2.3.1 Composición porcentual 2.3.2 Fórmula mínima y fórmula molecular Definición y determinación. 2.4 Estructura atómica. 2.4.1. Número atómico y número de masa. Unidades de masa atómica 2.4.2. Isótopos, isóbaros e isótonos. Abundancia isotópica 2.4.3. Estructura electrónica de los átomos 2.4.3.1. Modelos y principios. 2.4.3.2. Orbitales atómicos. Niveles y subniveles. Números cuánticos. Principios aplicados al llenado de orbitales. 2.4.3.3. Configuración electrónica de elementos e iones. Propiedades de los átomos deducibles a partir de la configuración electrónica 3. Clasificación de los elementos químicos 3.1. Clasificación periódica de los elementos. Evolución histórica 3.1.1. Períodos y grupos. Elementos representativos y de transición. Lantánidos y actínidos. Metales, metaloides y no metales. Definición y propiedades 3.1.2. Propiedades periódicas y no periódicas de los elementos. Densidad y volumen atómico, carga nuclear efectiva, energía de ionización, radio iónico, afinidad electrónica y electronegatividad. Variaciones en la tabla periódica 4. Enlaces químicos e interacciones moleculares. 4.1. Enlace químico. Definición y tipos 4.2. Estructura de Lewis. Carga formal 4.3. Enlace iónico. Concepto. Propiedades. Aniones y cationes. 4.4. Enlace covalente. Concepto. Propiedades. Tipos de enlaces covalentes. Enlace covalente coordinado 4.5. Geometría molecular 4.5.1. Polaridad. Momento dipolar. 4.5.2. Modelo RPECV 4.6 Orbitales moleculares. Orbitales enlazantes y antienlazantes. Número de enlace 4.6.1 Enlaces sigma y pi
PÁG. 2/8 4.6.2 Hibridación. Orbitales híbridos. Estructura electrónica y geometría molecular. 4.6.3 Resonancia. Concepto. Aplicaciones 4.6.4 Propiedades de los compuestos iónicos y covalentes 4.7 Enlace metálico. Concepto. Propiedades. Aleaciones. 4.8 Fuerzas moleculares. Energía asociada. Importancia 5 Estados de agregación de la materia 5.1 Estado gaseoso. 5.1.1 Características. 5.1.2 Leyes de los gases. Definición. Condiciones estándar. Efecto de la presión, la temperatura y el número de partículas en el volumen de un gas. 5.1.3 Ley de Avogadro y número de Avogadro. 5.1.4 Gas ideal. Definición. Ecuación del gas ideal. 5.1.5 Mezcla de gases. Presiones parciales 5.1.6 Teoría cinética de los gases. Aplicaciones 5.2 Estado líquido. 5.2.1 Características. 5.2.2 Propiedades de los líquidos: Viscosidad, tensión superficial y presión de vapor. Conceptos. Factores que las modifican. 5.3 Estado sólido. 5.3.1 Características. 5.3.2 Estructura de los sólidos. Tipos. Red cristalina. Energía reticular. Sólidos amorfos. 5.4 Cambios de estado 5.4.1 Definición de cada proceso 5.4.2 Transferencia de calor en los cambios de estado. Capacidad calorífica. Calores de fusión y de vaporización. Puntos de fusión y ebullición. Ecuación de Clusius Clapeyron. 5.4.3 Diagrama de fases (P/T). Punto triple. Presión y temperatura críticas. 6 Notación y nomenclatura de los compuestos químicos 6.1 Números de oxidación de iones simples y complejos 6.2 Notación y nomenclatura sistemática de compuestos químicos inorgánicos 6.2.1 Binarios 6.2.2 Ternarios 6.2.3 Cuaternarios 6.2.4 Complejos de coordinación 6.3 Nomenclatura trivial de compuestos comunes 7 Funciones y reacciones de la química inorgánica 7.1. Funciones químicas. Definición y ejemplos 7.2. Teorías de Arrhenius, Brönsted-Lowry y Lewis para ácidos y bases. Aplicaciones 7.2.1. Disociación de ácidos y bases. Ácidos y bases conjugadas
PÁG. 3/8 7.2.1.1. Constante de disociación y fuerza de los ácidos y bases. Porcentaje de ionización. 7.2.1.2. Ionización del agua 7.2.1.3. Concepto y escala de ph. Concepto de poh. Sustancias anfóteras. 7.2.1.4. Indicadores de ph 7.3. Sales. Clasificación según composición y solubilidad. 7.3.1. Electrolitos 7.3.1.1. Electrolitos fuertes y débiles. Definición y propiedades. Hidrólisis de sales. 7.3.1.2. Solubilidad de las sales. Reglas 7.3.2. Iones: aniones y cationes. Definición. Iones complejos 8 Reacciones de la química inorgánica 8.1 Reacciones químicas. Definición y tipos 8.1.1 Reacciones de oxidación-reducción 8.1.1.1 Conceptos de oxidación, reducción, oxidante, reductor y número de oxidación (nox) de especies mono y poliatómicas 8.1.1.2 Potencial redox: definición. Electrodo de referencia. Potencial redox estándar. Diferencia de potencial en un par redox. Celdas electroquímicas. 8.1.1.3 Ecuación de Nernst. Aplicaciones 8.1.1.4 Electrólisis. Concepto. Aplicaciones. 8.1.2 Reacciones ácido-base 8.1.2.1 Concepto. Neutralización total y parcial de ácidos y bases 8.1.3 Reacciones de cambio iónico o metátesis 8.1.3.1 Factores determinantes de su ocurrencia 9 Estequiometría 9.1 El mol. Masa molar. Volumen molar. 9.2 Equivalente químico. 9.3 Balance de las ecuaciones químicas 9.3.1 Balance de reacciones de neutralización 9.3.2 Balance de reacciones de oxidación-reducción 9.3.3 Balance de reacciones de metátesis 10 Disoluciones y sus propiedades. 10.1 Disoluciones. 10.1.1 Solvente y soluto. Tipos de disoluciones según su concentración. 10.1.2 Proceso de disolución. Solvatación de especies en solución. Efecto de la presión y la temperatura en la solubilidad. 10.1.3 Disoluciones verdaderas y dispersiones coloidales. Propiedades 10.1.3.1 Dispersiones gas-líquido, gas-sólido y líquido-sólido. 10.2 Solubilidad. Compuestos solubles y poco solubles (insolubles) 10.3 Expresión de la concentración de soluciones.
PÁG. 4/8 10.3.1 Expresión porcentual (P/P y P/V), molar, normal, formal y molal. Ejercicios de aplicación. Dilución de disoluciones 10.4 Propiedades de las disoluciones de electrolitos y no electrolitos. 10.5 Propiedades coligativas de las disoluciones. Concepto y aplicaciones. 11 Principios de termodinámica 11.1. Conceptos fundamentales de termoquímica 11.1.1. Funciones de estado. Valores estándar 11.1.2. Primera ley de la termodinámica 11.1.3. Conceptos de capacidad calorífica y entalpía. Calores de formación y de reacción 11.1.4. Segunda ley de la termodinámica. Entropía. 11.1.5. Tercera ley de la termodinámica. 11.2. Energía libre 11.2.1. Diagrama energético de una reacción química 11.2.2. Reacciones exo y endergónicas. Espontaneidad termodinámica de una reacción. 12. Equilibrio químico 12.1. Concepto. 12.1.1. Ley de acción de las masas. Constante de equilibrio 12.1.2. Factores que afectan el equilibrio químico. Equilibrios homogéneos y heterogéneos. 12.1.3. Cociente de reacción. Concepto. Relación con la constante de equilibrio y la espontaneidad 12.1.4. Principio de Le Chatelier. Efecto del ión común. Aplicaciones 12.1.4.1. Soluciones amortiguadoras de ph. Principio. Ecuación de Henderson Hasselbalch. 12.1.4.2. Producto de solubilidad. Concepto y aplicaciones. 13. Cinética química 13.1. Conceptos fundamentales de cinética química 13.1.1 Velocidad de reacción 13.1.2 Factores que afectan la velocidad de una reacción química 13.1.3 Ley de las velocidades 13.1.4 Orden de las reacciones químicas. Molecularidad. 13.1.5 Determinación experimental del orden de reacción. 13.1.6 Barreras cinéticas en reacciones químicas. Energía de activación. Estado de transición. 13.1.7 Catalizadores. Definición. Catálisis homogénea y heterogénea. Mecanismo de acción 13.1.7.1. Enzimas. Concepto y características de su acción.
PÁG. 5/8 14. Química nuclear 14.1 Reacciones nucleares. Tipos y características de las emisiones. Estabilidad nuclear. Energía de unión nuclear 14.2 Decaimiento radiactivo. Vida media de radioisótopos. Datación. 14.3 Radiactividad natural 14.4 Fisión y fusión nuclear 15. Características químicas de los compuestos y las reacciones orgánicas 15.1. Características electrónicas del átomo de carbono. Hibridación 15.2. Características de los compuestos orgánicos 15.2.1. Tipos de enlaces en las moléculas orgánicas. Heteroátomos. 15.2.2. Compuestos saturados e insaturados. Series de compuestos de carbono Aromaticidad y deslocalización electrónica 15.2.3. Heterociclos. Estructuras. 15.3 Representación de los compuestos orgánicos. Tipos de fórmulas. 15.4 Isomería. Tipos de isomería 15.4.1 Isomería estructural (de cadena/posición, funcional, metamería, tautomería) 15.4.2 Estereoisomería 15.4.2.1 Isomería geométrica. Conformación y configuración 15.4.2.2 Isomería óptica. Carbono simétrico. Quiralidad. Asignación R-S. Enatiómeros y diasterómeros. Compuestos racémicos 15.5 Polímeros 13.4.1. Polímeros naturales y artificiales. Ejemplos 13.4.2. Polímeros de adición y de condensación. Definición y ejemplos 15.6 Grupos funcionales presentes en los compuestos orgánicos 15.7 Nucleófilos y electrófilos. Conceptos y ejemplos. 15.8 Reacciones generales de los compuestos orgánicos 15.8.1 Adición 15.8.2 Substitución 15.8.3 Eliminación 15.8.4 Polimerización 15.9 Intermedios de reacción. Iones. y radicales. Carbenos. Estructura y estabilidad relativa 16. Hidrocarburos alifáticos 16.1 Alcanos y cicloalcanos 16.1.1 Fórmulas generales y nomenclatura. Radicales alquílicos. Series homólogas 16.1.2 Propiedades físicas y químicas. Obtención. 16.1.3 Reacciones de combustión y sustitución. 16.2 Alquenos y alquinos. 16.2.1 Fórmulas generales y nomenclatura. Unidades de insaturación 16.2.2 Propiedades físicas y químicas. Acidez relativa. 16.2.2.1 Reacciones de adición, combustión y polimerización. Ozonólisis.
16.2.2.2 Alcadienos. Tipos y nomenclatura. Resonancia. Polienos. Cicloadición. 16.3 Derivados halogenados de hidrocarburos saturados e insaturados 16.3.1 Fórmula general y nomenclatura 16.3.2 Obtención 16.3.3 Propiedades físicas y químicas. Reacciones de sustitución y eliminación uni y bimoleculares. PÁG. 6/8 17. Alcoholes y éteres 17.1. Función alcohol 17.1.1. Fórmula general, nomenclatura y clasificación 17.1.2. Propiedades físicas. Solubilidad 17.1.3. Propiedades químicas 17.1.3.1. Acidez 17.1.3.2. Obtención 17.1.3.3. Reacciones (oxidación, deshidratación, substitución, esterificación) 17.2. Función éter 17.2.1. Fórmula general y nomenclatura 17.2.2. Propiedades físicas. Solubilidad 17.2.3. Propiedades químicas 17.2.3.1. Preparación 17.2.3.2. Epóxidos. Obtención y reacciones 17.2.3.3. Heterociclos oxigenados no aromáticos. Ejemplos 18. Compuestos carbonílicos 18.1. Grupos carbonilo: características 18.2. Funciones aldehído y cetona 18.2.1. Fórmulas generales 18.2.2. Nomenclatura y clasificación 18.2.3. Propiedades físicas y químicas. 18.2.3.1. Obtención. Reactividad relativa 18.2.3.2. Reacciones de oxidación reducción 18.2.3.3. Otras reacciones: adición, condensación, reacción con reactivos de Grignard, formación de acetales y hemiacetales. 18.3 Carbohidratos 18.3.1 Definición, estructura y fórmula general. Formas hemiacetálicas 18.3.2 Clasificación según número de átomos de C, función carbonílica y comportamiento frente a la hidrólisis. 18.3.3 Mono, di, oligo y polisacáridos de interés biológico. 18.3.4 Holósidos y heterósidos. 19. Acidos carboxílicos y sus derivados 19.1 Función ácido carboxílico 19.1.1 Fórmula general 19.1.2 Nomenclatura. Numeración ω (omega).
PÁG. 7/8 19.1.3 Clasificación y ejemplos de los ácidos carboxílicos según extensión de la cadena, saturación, número de grupos funcionales 19.1.4 Ácidos orgánicos de importancia biológica 19.1.4.1 Propiedades físicas y químicas. Acidez. Obtención. Reacciones. 19.2 Sales de ácidos orgánicos 19.3 Hidroxiácidos y cetoácidos. Nomenclatura, obtención y ejemplos de importancia biológica. 19.4 Ésteres 19.4.1 Fórmula general. Clasificación, nomenclatura y ejemplos de ésteres 19.4.2 Esteres de ácidos orgánicos e inorgánicos. Lactonas 19.4.3 Grasas, aceites y ceras. Definición, estructura y propiedades físicas y químicas. 19.4.4 Propiedades físicas de los ésteres 19.4.5 Obtención y propiedades químicas de los ésteres. Reacciones de esterificación y transesterificación. 19.4.6 Reacciones de hidrólisis, amonólisis y saponificación de ésteres 19.5 Funciones anhídrido de ácido y halogenuro de ácido 19.5.1. Fórmulas generales, nomenclatura y ejemplos 19.5.2 Obtención y reactividad. Uso en la preparación de derivados de ácidos. Reactividad relativa de derivados de ácidos 20. Funciones orgánicas nitrogenadas y azufradas 20.1. Función amina 20.1.1 Fórmula general. Nomenclatura, clasificación y ejemplos. Poliaminas 20.1.2 Propiedades físicas 20.1.3 Propiedades químicas. Basicidad. Obtención y reacciones 20.1.4 Bases cuaternarias. Obtención y ejemplos 20.1.5 Aminas y derivados de importancia biológica 20.2 Función amida 20.2.1 Fórmula general. Nomenclatura, clasificación y ejemplos. Amidas N-substituidas. Lactamas 20.2.2 Obtención y propiedades 20.2.3 Acido carbámico y derivados. Urea 20.3 Aminoácidos 20.3.1 Fórmula general. Nomenclatura y abreviaturas 20.3.2 Comportamiento ácido base de los aminoácidos. 20.3.3 Estructura de los aminoácidos presentes en proteínas. Características físicas y químicas de los aminoácidos presentes en proteínas 20.4 Funciones tiol y tioéter 20.4.1 Fórmulas generales. Nomenclatura. Comportamiento químico 20.4.2 Tioles y tioéteres de importancia biológica 20.5 Compuestos heterociclos no aromáticos nitrogenados y azufrados. Ejemplos
PÁG. 8/8 21. Hidrocarburos aromáticos y funciones químicas sobre sistemas aromáticos 21.1. Hidrocarburos aromáticos: Concepto y clasificación 21.1.1 Benceno. Estructura y propiedades químicas. Aromaticidad. 21.1.2 Derivados del benceno mono y polisustituidos. Nomenclatura y ejemplos. 21.1.3 Compuestos policíclicos aromáticos. Ejemplos 21.2 Compuestos aromáticos heterocíclicos. Concepto y ejemplos 21.3 Fenoles 21.3.1 Fórmula general. Nomenclatura. Mono y polifenoles 21.3.2 Características químicas de los fenoles. Acidez relativa. Reactividad 21.3.3 Quinonas. Reacciones. 21.4 Alcoholes, aldehídos, ácidos, anhídridos y halogenuros de ácido sobre sistemas aromáticos 21.4.1 Nomenclatura. Ejemplos 21.4.2 Sales y ésteres aromáticos 21.4.3 Ácidos fenólicos y derivados 21.4.4 Reactividad de compuestos oxigenados en sistemas aromáticos 21.5 Funciones nitrogenadas sobre sistemas aromáticos 21.5.1 Derivados nitrados. Nomenclatura y reactividad 21.5.2 Aminas y amidas aromáticas. Nomenclatura y reactividad 21.6 Halogenuros aromáticos 21.6.1 Nomenclatura. Ejemplos 21.7 Reacciones que involucran compuestos aromáticos y sus funciones 21.7.1 Substitución electrofilia aromática. 21.7.1 Influencia de los grupos funcionales: activación y orientación. 21.7.2 Oxidación de alquilbencenos Bibliografía QUIMICA, 9na. EDICIÓN Chang, R. McGraw Hill Interamericana Editores, México, 2007 QUÍMICA ORGÁNICA. CONCEPTOS Y APLICACIONES, 5TA. EDICIÓN Bayley Jr., P.S. Bayley, C.A. Prentice Hall Hispanoamericana SA. Naucalpán de Juárez, 1998